КОЖУХОТРУБНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 2000 года по МПК F28D3/02 F28F1/14 

Изобретение относится к области теплообменных аппаратов и может быть использовано в качестве подогревателя или охладителя газовой и жидкой сред в промышленной энергетике, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известны кожухотрубные аппараты с течением газовой и жидкой сред в межтрубном пространстве. Эти аппараты, как правило, выполнены с одно- или многоходовым перекрестным течением сред. (см. Справочник по теплообменникам, т. 1, под ред. Петухова П.С., Шикова В.К., М., Энергоатомиздат, 1987 год, стр. 8 - 9). Основной недостаток этих аппаратов - снижение среднего температурного напора из-за перекрестного течения теплоносителей и опасность возникновения автоколебаний труб при поперечном омывании их потоком жидкости или газа.

Известны кожухотрубные аппараты с продольным движением сред в межтрубном пространстве. (см. там же, стр. 7). Основной недостаток этой схемы - невозможность выполнить аппарат большой длины из-за отсутствия фиксации труб в промежуточных точках, что ограничивает эффективность этой схемы и может быть причиной разрушения труб из-за автоколебаний.

Цель изобретения - повышение эффективности и надежности работы кожухотрубных теплообменных аппаратов при продольном течении среды в межтрубном пространстве.

Сущность изобретения заключается в том, что в межтрубном пространстве устанавливаются плоские пластины, толщина которых обеспечивает дистанционирование труб в соседних рядах. Поток жидкости или газа, протекающий вдоль труб, обтекает эти пластины с незначительными гидравлическими потерями. Это дает возможность обеспечить чисто противоположную схему движения теплоносителей, что повышает эффективность теплообменного аппарата. Фиксация пластинами труб обеспечивает отсутствие автоколебаний и тем самым повышает надежность работы теплообменника.

В результате реализации этого существенного признака кожухотрубный теплообменник приобретает новое свойство: возможность реализации высокоэффективной противоточной схемы движения теплоносителей при умеренном гидравлическом сопротивлении и повышенной надежности, которая определяется отсутствием автоколебаний труб для теплообменников любой длины труб.

Схема кожухотрубного теплообменника приведена на чертеже.

Он состоит из корпуса 1 с камерами и трубными дисками 5, патрубками подвода теплоносителей 4 и 6, трубного пучка 2, между трубками установлены плоские дистанцирующие пластины 3, в соседних рядах труб пластины могут быть смещены вдоль трубы друг относительно друга.

Теплообменник работает следующим образом. Один из теплоносителей поступает через патрубки 4 в камеру 5 и течет внутри труб 2 в одно-, двух- или многоходовом варианте движения.

Второй теплоноситель через патрубок 6 поступает в межтрубное пространство и течет вдоль труб, реализуя схему чистого противотока, при этом он обтекает плоские дистанционирующие пластины 3, которые имеют небольшую толщину и не оказывают заметного гидравлического сопротивления. Гидравлические потери еще уменьшатся, если в соседних рядах пластины смещены вдоль труб относительно друг друга. Наличие дистанционирующих пластин 3 фиксирует трубки в промежуточных точках между трубными досками, что обеспечивает отсутствие автоколебаний, которые приводят к разрушению трубного пучка.

Благодаря использованию вышеуказанного конструктивного решения обеспечивается высокоэффективная и надежная работа кожухотрубного теплообменника.

Устройство предназначено для применения в теплообменных аппаратах, а также может быть использовано в качестве нагревателя или охладителя газовой и жидкой сред в промышленной теплоэнергетике, химической, пищевой и других областях промышленности. Устройство содержит корпус с камерами и трубными досками, патрубки подвода и отвода теплоносителей, трубный пучок с плоскими дистанционирующими пластинами. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и надежности работы кожухотрубных теплообменных аппаратов при продольном течении теплоносителя в межтрубном пространстве. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Кожухотрубный теплообменник для газовых или жидких сред, состоящий из корпуса, трубного пучка, камер с трубными досками и патрубков подвода и отвода теплоносителей, отличающийся тем, что между соседними рядами труб установлены плоские дистанционирующие пластины. 2. Кожухотрубный теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что плоские дистанционирующие пластины в соседних рядах смещены вдоль труб относительно друг друга.